标准摩尔熵

标准摩尔熵()指在标准状况(298.15 K,105Pa)下,1摩尔纯物质的规定熵,通常用符號表示,單位是J/(mol·K)(或作J·mol−1·K−1,讀作「焦耳每千克开尔文」)。與标准摩尔生成焓不同,標準莫耳熵是絕對的。

計算
热力学第三定律表明,純物質在絕對零度下形成的完整晶體的熵為0,據此可以算出物質的絕對熵。

假想純固体從0 K(絕對零度)開始加熱到T K,絶對零度熵為S0 = 0,則T K時物質的絕對熵ST與各溫度下的CP有以下關係:

:S_T = \int_{0}^{T} \frac{C_P \mbox{(s)}}{T} dT = \int_{0}^{T} C_P \mbox{(s)} d\mbox{ln}T

也就是說,從0 K加熱到298.15 K(25℃)而其間不發生相變的固體,標準摩爾熵可由下式求出:

:S^\circ = \int_{0}^{298.15} \frac{C_P \mbox{(s)}}{T} dT

但如果存在同質異像間的相變,還需要加上相變的熵變\Delta S_{tr} = \frac{\Delta H_{tr}}{T_{tr}}。

0 K至298.15 K之間存在相變,例如發生熔化的情況下,需要加上熔化熵\Delta S_{fus} = \frac{\Delta H_{fus}}{T_{fus}}:

:S^\circ = \int_{0}^{T_{fus}} \frac{C_P \mbox{(s)}}{T} dT + \frac{\Delta H_{fus}}{T_{fus}} + \int_{T_{fus}}^{298.15} \frac{C_P \mbox{(l)}}{T} dT

而熔化後還發生汽化的情況下,除熔化熵外,還需要加上汽化熵\Delta S_{vap} = \frac{\Delta H_{vap}}{T_{vap}}:

:S^\circ = \int_{0}^{T_{fus}} \frac{C_P \mbox{(s)}}{T} dT + \frac{\Delta H_{fus}}{T_{fus}} + \int_{T_{fus}}^{T_{vap}} \frac{C_P \mbox{(l)}}{T} dT + \frac{\Delta H_{vap}}{T_{vap}} + \int_{T_{vap}}^{298.15} \frac{C_P \mbox{(g)}}{T} dT

常見物質的標準摩爾熵
对于水溶液中的阴阳离子,由于通常是将阳离子和阴离子作为整体进行测定的,所以单独的离子的标准摩尔熵是以氢离子的标准摩尔熵为0,在无限稀释状态的假想的1 mol kg−1的理想溶液计算的。

參考文獻
参见
*熵
*标准摩尔生成焓

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